ENERGIA DEFINIZIONE LEnergia non può essere nè creata né distrutta. Può essere trasformata in...
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ENERGIADEFINIZIONE
L’Energia non può essere nè creata né distrutta. Può
essere trasformata in altre forme e trasferita da un
sistema all’altro
PROPRIETA’
COME SI MISURA
L’unità di misura è il Joule ( J )
E’ l’attitudine che ha un sistema a compiere un lavoro
Lavoro: spostamento che un corpo subisce per azione di
una forza
DUE TIPI
Energia potenziale: è quella immagazzinata in
un sistema, che può essere sprigionata con
un processo e trasformata in energia
cinetica
Energia cinetica: è quella in atto in un
sistema in movimento
FONTI DI ENERGIAQualunque processo produttivo richiede energia
FONTI DI ENERGIA
Esauribili (non rinnovabili)
Inesauribili (rinnovabili)
• petrolio• carbon fossile• gas naturale•uranio e torio
• biologica• idraulica• eolica• mareomotrice• geotermicaA
lter
nati
ve
FONTI PIU’ USATE
COMBUSTIBILI FOSSILI: petrolio, carbone e gas naturale soddisfano circa il 90% del fabbisogno
mondiale
• E’ il risultato della trasformazione di altre fonti
ENERGIA ELETTRICA• Non può essere immagazzinata
• Subisce perdite nel trasporto
FORME PIU’ USATE
COMBUSTIBILI FOSSILI
QUANDO SI SONO FORMATI
Nel corso di milioni di
anni
COME SI SONO FORMATI
Trasformazione di resti di organismi antichi sepolti
in assenza di ossigeno
DOVE SI TROVANO
Nel sottosuolo
STATO FISICO
SOLIDO (Carbone)
LIQUIDO (Petrolio)
GAS (Metano)
VANTAGGI …
Facilmente
Elevato potere calorifico
distribuibili
utilizzabili
trasportabili Piccole quantità forniscono molta energia
1 litro di benzina
1 m3 di metano
1 Kg di carbone fos.
33 MJ
36 MJ
29 MJ
POTERE CALORIFICO
Combustibile Potere calorificoKcal/Kg o m3
Torba 3.000/4.500
Antraciti 7.700/9.000
Benzine 11.000
Metano 8.800/9.000
E’ il numero di calorie (Kcal) che si sviluppano da un Kg di combustibile solido o liquido o da un m3 di combustibile
gassoso
... E PROBLEMI
Esaurimento
Inquinamento
• Ogni litro di benzina utilizzato è perso per sempre
• Le riserve di petrolio possono durare per altri
100/150 anni
• Immissione di gas nocivi nell’atmosfera
• Effetto serra , piogge acide
COMBUSTIBILI NUCLEARI
L’energia nucleare è sprigionata dalla materia quando i nuclei degli atomi
subiscono una trasformazioneE = m c2
PROCESSI
FISSIONE: scissione di un nucleo (238U in 143Ba e 90Kr)
FUSIONE: unione di nuclei di atomi leggeri per dare atomi più pesanti
Non produce scorie radioattive
VANTAGGI ...Facilità di approvvigionamento
20 gr di combustibile fissile
1 tonnellata di petrolio
stessa quantità di energia
Costo di esercizio limitato (nona parte) rispetto alla centrali termoelettriche
... E RISCHI DEL “NUCLEARE”
IMMEDIATI FUTURI
• Radioattività sprigionata dagli
impianti
• Fluidi di raffreddamento contaminati
• Incidenti fortuiti
• Accumulo di residui
radioattivi
• La radioattività residua dura per
millenni
ENERGIE ALTERNATIVE
Italia, 1981: crisi del settore petrolifero
Riduzione della dipendenza dal petrolio
Reperimento e sfruttamento di fonti alternative rinnovabili e
pulite
• Solare
• Geotermica
• Idraulica
• Eolica
• Bioenergia
ENERGIA SOLARE
Termica Fotovoltaica
Pannello solare: specchi focalizzanti che convergono i raggi solari su una superficie
ristretta
Acqua in vapore
Turbina
Generatore di corrente elettrica
Conversione diretta dell’energia solare in elettrica senza fluido
intermediario
E’ una pila solare; se colpita da un fascio di luce, emette elettroni
INCONVENIENTI
•E’diluita (richiede enormi spazi)
•E’ discontinua
•Dipende dalla latitudine
•Ha un elevato costo
IL SOLE
In 1 secondo illumina la Terra E = 170 mild. MJ
Solo il 45% giunge al suolo
80 mild. MJ /s
Solo minima parte
utilizzata direttamente dall’uomo
Indirettamente: carbone, petrolio, legna
ENERGIA GEOTERMICAE’ l’energia accumulata nel vapore e nelle acque termali presenti in aree vulcaniche e di recente
orogenesi dove il magma è vicino alla superficie
Fluidi a bassa temperatura (50/60°C)
Fluidi ad alta temperatura
Riscaldamento abitazioni e serre
Produzione Energia elettrica
(Larderello)
PROBLEMI
• i siti adatti sono rari
• con i vapori risalgono sostanze pericolose (S, Hg, B)
ENERGIA IDRAULICAE’ l’energia meccanica contenuta in una massa d’acqua in movimento
Costituisce un quinto dell’energia prodotta al mondo
turbine generatore di elettricità
acqua
Si sfrutta il movimento alterno delle maree. E’ detta mareomotrice
RISCHI
• Le centrali modificano i luoghi
VANTAGGI
• E’ rinnovabile
• Ha un alto rendimento
• E’pulita
IN UN CORSO D’ACQUA
Si sfrutta l’energia potenziale dovuta ad un dislivello o all’apertura delle paratie di una diga.
NEL MARE
ENERGIA EOLICA• Dal 1100 i mulini a vento in Europa
• Un generatore eolico contiene un alternatore simile alla dinamo della bicicletta; trasforma
energia cinetica in energia elettrica
INCONVENIENTI
• Bassa intensità
• Danni al paesaggio
• Inquinamento acustico
• Inquinamento elettromagnetico (disturbi radio, televisori, telefoni cellulari)
BIOENERGIABiomassa: qualunque sostanza organica, animale o vegetale, da cui è possibile ricavare energia attraverso processi di trasformazione
FONTI
• Residui agricolo-forestali
• Sottoprodotti e rifiuti industria alimentare
• Deiezioni animali
• Rifiuti urbani
VANTAGGI
• Produzione di biogas
• Energia rinnovabile
• Decentrata, sparsa dappertutto
• Impiegata nello stesso luogo di produzione
• Smaltimento dei rifiuti urbani e agroindustriali
SISTEMI PER RICAVARE LA BIOENERGIA
• Trasformazioni termochimiche (per riscaldamento)
• Trasformazioni biochimiche (con batteri)
CO2
CH4 (biogas),
C2H5OH
producono
USO DELL’ENERGIA E RAPPORTI CON L’AMBIENTE
Maastricht, febbraio 1992, Unione Europea
OBIETTIVO:
Promozione di una crescita sostenibile
Impegno politico per la tutela
dell’ambiente
AGENDA 21, Rio de Janeiro, giugno 1992: Conferenza delle Nazioni Unite su Ambiente e sviluppo
Esplicita il ruolo dell’industria nello
sviluppo sostenibile
Programma un graduale
cambiamento di tecnologie di
produzione e di prodotti puliti
Propone maggiore incisività nelle
misure normative, fiscali ed
economiche
Punta ad una razionalizzazione
delle risorse naturali non rinnovabili
Progetta l’estensione dell’imprenditorialità responsabile
IL SISTEMA ENERGETICO ITALIANO …
L’uso dell’energia modifica lo stato dell’ambiente
L’energia entra in tutte le attività
umane
L’80% degli approvvigiona-menti italiani
proviene dall’estero
Consumo scarsamente
comprimibile
Organizzazione Metereologica
Mondiale (WMO)
Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC) 1988
Studia le necessità di una organizzazione mondiale per
affrontare i CAMBIAMENTI CLIMATICI
Programma ambientale delle N.U. (UNEP)
crearono
… E GLI ACCORDI INTERNAZIONALI
Rio de Janeiro, giugno 1992 CONFERENZA DELLE NAZIONI UNITE
sull’Ambiente e lo Sviluppo
Si discute il primo rapporto di valutazione completato
nel 1991 dall’ IPCC (Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici)
La maggior parte delle nazioni sottoscrive due
documenti di grande importanza
CONVENZIONE QUADRO SUI CAMBIAMENTI
CLIMATICI AGENDA 21
Adempimenti per la tutela ambientale
DIFFICOLTA’nell’attuazione degli
adempimenti
Strumenti amministrativi
e misure politiche
per
rendere appetibili al mercato i dispositivi e le tecnologie più
efficienti - ma più costose - all’atto d’acquisto o dell’installazione
150 MTEP /anno dalle riserve fossili senza rimpiazzarle
ITALIA
I fondi raccolti con le tasse energetiche vengono utilizzate
solo in parte per ridurre il danno ambientale provocato
dal settore dell’energia
MISURE
Tep: tonnellata equivalente di petrolio, cioè energia prodotta dalla combustione completa di
una tonnellata di petrolio
1 Tep = 7,3 barili di petrolio greggio
1 barile = 159 litri M = prefisso per milione, 106